2020/8/4
金屬材料的加工方法
• 切削加工 • 塑性加工 • 表面處理 • 鑄造 • 接合
2020/8/4
加工方法-切削加工
• 以手工具或機器對材料進行切削，以達 到我們所需的形狀、尺寸的加工方式， 我們稱之為「切削加工」，又稱為「有 屑加工」。
• 傳統的切削（鉗工）有鋸切、銼削、鑽 孔等，因為金屬質地堅硬，手工切削不 易，目前製造業已經很少使用手工加工 金屬。
• 缺點是有毒，對人體有害。常見的鉛中 毒是慢性腎炎，患者腎臟衰萎，有時還 伴隨著痛風；嚴重者，腎臟機能全失。
2020/8/4
金屬材料-非鐵金屬【鋅】
• 鋅的材質很脆，但溫度在100度～150度 時延展性會增加，可以做成薄板或拉成 線
• 加熱至200度時結晶粒會變粗，而質地又 再度變脆
• 鋅中加入少量的Cu、Sn、Al可用於鑄造 ，用來鑄造不需要強度之零件
2020/8/4
2020/8/4
常見的金屬材料-非鐵金屬
• 鐵之外的金屬通常叫做「非鐵金屬」。 • 其中Cu、Al、Zn、Pb、Sn、Ni、Mg、
W、Cr、Sb、Bi、Cd等的使用量最多， 而Mn、Co、V、Mo、Ti、Be等多用於 合金材料。 • Mg、Al在金屬當中質量比較輕，因此又 稱為「輕金屬」。 • Ag、Au、Pt等雖然產量稀少，但是色澤 優美，亦不容易受化學作用，我們稱為
裂的性質。（金屬材料中「金」的延展性為最佳，一 公克的金可以延展成70平方公分的金箔或3公里的金線 ）
2020/8/4
2020/8/4
常見的金屬材料-鐵金屬
• 工業上常用的金屬只有二十多種，其中 又以鐵的產量最多，不但價格便宜，機 械性質也非常優良，大概佔金屬使用率 的90％左右。而鐵一般又以「鋼」的形 式出現在生活中。
• 鋼的含碳量越高，則強度也越大，硬度 越大，則韌性便較低。常用於刀具、容 器或是耐磨產品。
2020/8/4
金屬材料-鐵金屬【生鐵和鋼】
• 一般鐵金屬在空氣中容易起化合作用， 所以大多數的鐵都是以化合物的狀態存 在。
• 自然界挖掘出來的鐵礦石，放進鼓風爐 中做高溫煉製，所得到的產品叫做「生 鐵」。
• 鎂的特點是重量很輕，比重1.74，比鋁 小
• 容易氧化，常溫加工困難（需提高溫度 350度～450度才容易加工）
• 鎂合金是在鎂中加入Al、Zn、Mn、Zr、
2020/8/4
金屬材料-非鐵金屬【錫】
• 錫在18度以上是白色的金屬（白錫）； 18度以下會變成灰色的粉（灰錫）
• 白錫質軟，抗拉強度約2～4（公斤/每平 方公釐），伸長率35％～40％，富延展 性，能作為很薄的箔
2020/8/4
2020/8/4
金屬材料的性質
• 強度：抵抗拉伸、壓縮、剪斷、彎曲的性質。強度
大的金屬，較不容易變形。
• 硬度：抵抗壓痕、被穿刺的性質。硬度大的金屬，
可以當作刀具來使用。
• 韌性：抵抗因震動、衝擊而破裂的能力。韌性月低
的金屬較為硬脆，容易斷裂。
• 延展性：材料經過拉伸、彎曲、延展成形而不易斷
• 耐蝕性佳，可以鍍在鐵板上而製成白鐵 皮
• 錫的鑄造性鍛造幸好，容易和其他金屬 做為合金，因此多用為合金材料。
2020/8/4
金屬材料-非鐵金屬【鉛】
• 鉛的比重大，約為11.34，質軟，富延展 性，常溫下容易做成板或箔。
• 耐蝕性高耐硫酸、鹽酸的腐蝕，在化學 工業上的使用率高。
• 鉛可以做屏蔽放射性核輻射的材料，在 動力機械方面鉛可以做蓄電池、電極板 等。
• 利用機器動力切削，既快速又準確，很
2020/8/4
加工方法-切削加工
剪裁
各式鋼剪
2020/8/4
加工方法-切削加工
銼削加工
• 中碳鋼含碳量為0.2％～0.4％，抗拉強度為46（公斤/ 每平方公釐），通常用於造船、機械、橋樑
• 高碳鋼含碳量為0.4％～1.5％，抗拉強度為65（公斤/ 每平方公釐），通常用於車輪、銼刀等工具
2020/8/4
2020/8/4
常見的金屬材料-鐵金屬碳鋼源自不銹鋼2020/8/4
金屬材料-鐵金屬【合金鋼】
• 鋁的特點是質量比其他金屬輕，比重為 2.7。
• 強度低，不能以純鋁來製作需要強度的 構造物，輕合金是在鋁中加入其他元素 而改良這種缺點的合金。
• 輕合金主要運用在化學 工業用機器、建築材料 （鋁門窗）、汽車零件
、飛機零件等。 2020/8/4
金屬材料-非鐵金屬【鎂】
• 「鎂」大體存在於菱鎂石等礦石中，海 水中也有少量鎂元素的存在，將這些原 料提取氯化鎂或是氧化鎂，在將其電解 而得到「鎂」。
• 生鐵裡面含有許多雜質，在經過高溫冶 煉製成「熟鐵」。
2020/8/4
金屬材料-鐵金屬【碳鋼的用途】
• 所謂（碳）鋼是鐵和碳的合金，工業用碳鋼的含量在 0.025％～2.0％左右的範圍，依含碳量可分為低碳鋼 、中碳鋼和高碳鋼。含碳量不同各種機械性質也不同 ，因此也有各種不同的用途。
• 低碳鋼含碳量為0.08％～0.2％，抗拉強度為32（公斤 /每平方公釐），通常用於建築材料、鍋爐、鋼板
2020/8/4
金屬材料-非鐵金屬【銅】
• 銅的導電性和導熱性高 • 質地軟，不適合用於構造用材料，但若
在銅中添加Zn、Sn等其他元素（黃銅、 青銅），便可改良同本身的耐蝕性及機 械性質。
– 銅＆鋅→黃銅 – 銅＆錫→青銅 – 銅＆鋁→鋁青銅 – 銅＆鎳→鎳青銅
2020/8/4
金屬材料-非鐵金屬【鋁】
• 合金鋼後稱為特殊鋼，是在碳鋼中加入一種或是多種 特殊元素，用來改變或增加原本碳鋼的性質，以適合 各種不同的用途。
– 鎳：增加強韌性、耐蝕性、耐磨性、彈性細述和低溫衝擊抵抗性 – 鉻：增加耐磨性、耐蝕性及高溫強度 – 鎢：增加耐磨性及高溫強度、硬度 – 矽：增加耐熱性、耐蝕性；低合金鋼之強度增加，增加電磁氣性質 – 錳：高溫之抗拉強度、硬度增加，防止因硫而產生的脆性 – 鉬：作用與鎢相同，但效果大兩倍 – 鈷：增加硬度與磁性 – 釩：增加韌性、耐磨性、焠火性 – 鈦：增加耐高溫強度及對海水的耐蝕性 – 銅：增加在空氣中之抗氧化性及抗蝕性 – 鋁：增加流動性 – 磷：增加耐蝕性，但超過0.1％時會有熱脆性 – 硫：增加鋼的切削性及熱脆性，但一般含量要少